控制中比较有意思的开源项目

开源项目整理

水下无人车

来源：github；

说明：基于matlab与simulink的仿真，代码结构合理。

paper：链接/Underwater Robotics.pdf

这是一个非常厉害的开源。

​ Interpolation: linear (tsdata.interpolation)

该论文构成了硕士学位论文，是挪威科技大学工程控制论硕士学位的一部分。它是在2014年春季编写的，是与卓越自主海洋操作和系统中心（AMOS）合作完成的，是其水下自主研究的一部分。

问题是对于这样的一个闭环系统，不用增加噪声吗？还是只是简单的仿真模拟系统？

建模

在本节中，将介绍UVMS的数学模型。在对机器人和海洋系统进行仿真和控制建模时，通常会同时研究系统的动力学和运动学，因此，我们将分别研究每个概念。运动学用几何学来描述系统，而动力学则描述了施加到系统上的力与所产生的运动之间的关系。UVMS的运动学非常复杂，这是由于欧几里德变换和非欧几里德变换的混合，以及整个系统的自由度很高。由于流体动力学中的大量参数，刚体之间的强大耦合力，不同机械手配置的惯性变化以及外部影响（例如海流），动力学也非常复杂。

控制

本章介绍的控制方案包括两个主要部分：内环滑模控制器（SMC）和外环运动学控制系统。图3.1列出了整个系统。那么，整个系统的参考信号就是末端执行器的期望速度。然后，所需速度将是操作员系统从水面船只或陆基设施控制UVMS的输出。

运动控制采用所需的末端执行器速度和系统的测量配置，并基于以下描述的几个目标给出所需的配置轨迹。
滑模控制器采用所需的配置轨迹§d并将力rc输出到UVMS，以获得所需的配置。

结论

第2章推导出了UVMS的动力学模型。其中包括动力学方程（2.126），该方程产生了紧凑，封闭的形式，描述了受洋流影响而在水下运行的UVMS的动力学。还证明了动力学方程中的不同项具有一些不错的特性，可用于控制系统设计。

基于动力学方程，获得了滑模控制律，只要动力学参数和洋流存在不确定性，就可以证明该鲁棒鲁棒性。
但是，本文没有具体说明不确定性的界限，因此，为进行进一步的工作，建议找到一种找到这些界限的好方法。这可以基于对洋流的最大速度，最大允许系统速度以及动力学参数范围的了解。

设计了运动控制定律以促进UVMS系统的运行。这是通过使用几何雅可比矩阵的加权最小范数伪逆来完成的。这允许操作员仅指定末端执行器的运动。加权最小范数解还避免了机械手达到机械关节极限。期望伪逆雅可比矩阵将连续的末端执行器速度映射到连续的系统速度。但是，在仿真中，输出是不连续的。因此，为了进行进一步的工作，建议确保输出是连续的。

此外，基于事件的算法用于根据末端执行器相对于车辆的位置来决定车辆的运动。只要车辆静止不动，只要末端执行器可以跟随其轨迹，就可以对任意末端执行器轨迹进行仿真，显示出良好的效果。为了确定末端执行器是否能够在没有任何车辆运动的情况下遵循期望的轨迹，将网状3D多边形连接到车辆，然后系统检查末端执行器是否在多边形内。然后，网格化3D多边形应指定操纵器的工作空间，相对于车辆，是操纵者灵巧的。多边形是通过某种采样过程生成的，然后对采样点进行三角剖分。为了进行进一步的工作，应为通用机械手指定此过程。

附录

为了模拟UVMS动力学，使用Matlab / Simulink创建了一个模拟器。模拟器的大部分由作者编写，但也使用了一些第三方软件。MSS GNC是用于指导，导航和控制的Matlab工具箱，版权所有（C）2008 Thor I. Fossen和Tristan Perez，并获得GNU通用公共许可证的许可。MSS GNC中的库函数用于系统的某些运动学转换。

UVMS模拟器由作者获得许可联合国可以从GNU通用公共许可证获得，可以从https://github.com/simena86/Simulink-Underwater-Robotics-Simulator下载。 UVMS仿真器的Simulink图如图B.1所示。该系统的动力学和运动学在该图的UVMS方框中得到解决。状态和是UVMS块的输出。此输出信号（称为测量状态）被实现为总线结构，其中既包含系统状态，也包含运动学转换，例如旋转矩阵和雅可比矩阵。这是为了避免在模拟器的不同位置计算相同的变换。运动学和动力学是基于本文所做的工作。通过将结构建模为圆柱体，可以简化动力学参数。但是，修改动力学和DH参数很容易，因为这是在单独的文件中编写的。通过更改每个刚体的惯性，流体动力和持久矩阵，可以轻松更改动力学参数。

matlab控制树莓派小车

来源：github；

simulink直流电机

来源：github；

无人机

• 论文实现；
• A fix wing UAV Simulator in SIMULINK based on the interesting book “Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice” by Randal W. Beard & Timothy W. McLain；
• 北航，质量不高
• 论文实现；